主题四 功和能-2020高考物理【创新设计】二轮专题复习（全国版）

主题四 功和能 典型好题演练 1.C [由于足球运动过程中受空气阻力作用,所以机械能逐渐减少, 选项C正确。] 2.C [设人骑车的速度大小为5m/s,人在匀速行驶时,人和车受力 平衡,阻力的大小为f=0.02mg=0.02×100×10N=20N,其平 均功率P=Fv=fv=20×5W=100W,C正确。] 3.CD [绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度 增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F 越来越小,A项错误;由 P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B项错误;由F -mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越 慢,C项正确;合力对伤员做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于P 不变,速度越 来 越 大,则 合 力 对 伤 员 做 功 的 功 率 越 来 越 小,D项 正确。] 4.BC [滑块上升过程中,受到重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二 定律,合力F=ma=mg,方向沿斜面向下,动能减小量等于克服合 力做的功,故ΔEk减=Fs=mg·2h=2mgh,A项错误,B项正确;系 统损失的机械能等于动能和势能之和的减小量,故ΔE减=ΔEk减- mgh=mgh,C项正确,D项错误。] 5.D 6.C [4~5m内物体匀速运动,则有F=Ff=μmg,得μ= F mg= 3 10 =0.3,故 A错误;只要F>Ff=μmg,物体就在加速,所以在0~ 4m内物体一直加速运动,x=4m时物体的速度最大,故B错误; 由图线与x轴所围图形的面积表示外力F 做的功,可得0~7m内 外力做功为WF= 3+5 2 ×3J+ 5+3 2 ×1J+ 1+3 2 ×3J=22J ,摩擦力 做功Wf=3×7J=21J,设撤去外力时物体的速度为v,根据动能定 理得WF-Wf= 1 2mv 2-0,解得v= 2 m/s,故C正确;撤去外力 后物体的加速度大小为a=μmgm =μg=3m /s2,物体还能滑行时间 t=va = 2 3 s ,故D错误。] 7.解析 (1)设赛车到达P 点时速度的大小为vP,从P 点飞出后做平 抛运动,时间为t x=vPt h=12gt 2 解得vP=20m/s。 (2)设拱形路面顶点P 的曲率半径为R,则 mg=m vP2 R 解得R=40m。 (3)从进入直道到P点的过程中,赛车克服阻力做的功为Wf P0t′-mgh-Wf= 1 2mvP 2-12mv0 2 得Wf=7.4×105J。 答案 (1)20m/s (2)40m (3)7.4×105J 8.解析 (1)小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动时, 在P 点小球只受重力作用 由牛顿第二定律得 mg=m v02 l 解得v0= gl。 (2)当小球平抛到与圆心同一高度时l=12gt 2 水平位移x=v2t 由以上两式得x=l,即此位置轻绳刚好绷紧 轻绳拉紧瞬间,小球速度方向变为垂直轻绳方向,其大小为 vy=gt= 2gl 之后小球机械能守恒,设经最低点时速度为v1, 则有 mgl=12mv1 2-12mvy 2 受力分析有FT-mg= mv12 l 解得FT=5mg,方向竖直向上 答案 (1) gl (2)5mg 方向竖直向上 9.解析 (1)设物块从A 点向上滑行的最大距离为s,根据动能定理 上滑过程有-mgssin37°-μmgscos37°=0- 1 2mv0 2 下滑过程有 mgssin37°-μmgscos37°= 1 2mv1 2 代入数据解得 s=1.5m,v1=3m/s。 (2)物块第一次向下运动过程中合力为零时速度最大,由胡克定律 和平衡条件有 mgsin37°=kx 弹簧和物块组成的系统机械能守恒,有 mgxsin37°+12mv1 2=12mv 2+12kx 2 代入数据得v= 10m/s。 (3)物块最终在A 点下方运动,最高点为A,根据能量守恒定律有 μmgx′cos37°= 1 2mv0 2 代入数据得x′=4.5m。 答案 (1)3m/s (2) 10m/s (3)见解析 ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ $$ 主题四 功和能 规律方法提炼 1.应用动能定理的三点提醒 (1)方法的选择:动能定理往往用于单个物体的运动过程, 由于不涉及加速度及时间,比动力学方法要简捷。 (2)规律的应用:动能定理表达式